專利名稱:超薄電介質(zhì)及其在有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的應(yīng)用的制作方法
高品質(zhì)的超薄介電層對(duì)于許多應(yīng)用來說都極為重要。特別是要在大面積柔性基材上實(shí)現(xiàn)廉價(jià)的以低供電電壓運(yùn)行的電子設(shè)備就需要利用這種層來構(gòu)造晶體管、電容器等等。
有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管有許多應(yīng)用。例如，有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管適合用作有源矩陣屏中的像素控制元件。這種屏通常是用基于非晶或多晶硅層的場(chǎng)效應(yīng)晶體管制造的。制造基于非晶或多晶硅層的高品質(zhì)晶體管所必需的通常高于250℃的溫度要求使用剛性并易碎的玻璃或石英基材。由于制造基于有機(jī)半導(dǎo)體的晶體管時(shí)溫度相對(duì)較低，通常不到200℃，所以有機(jī)晶體管使得可以使用與玻璃或石英基材相比具有許多優(yōu)點(diǎn)的便宜、柔性、透明、不會(huì)破碎的聚合物膜來制造有源矩陣屏。
有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的另一應(yīng)用領(lǐng)域是制造非常便宜的如被用于例如主動(dòng)標(biāo)記和識(shí)別商品和貨物的集成電路。這些所謂的轉(zhuǎn)發(fā)器通常使用基于單晶硅的集成電路制造，這會(huì)導(dǎo)致在建造與連接技術(shù)中花費(fèi)巨大?；谟袡C(jī)晶體管的轉(zhuǎn)發(fā)器的制造將會(huì)使成本顯著降低并會(huì)促進(jìn)轉(zhuǎn)發(fā)器技術(shù)有一個(gè)世界性的突破。在這種情況下，為了使基于有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的產(chǎn)品成功地商業(yè)化，所述晶體管必須以最低的可能供電電壓運(yùn)行。為此，供電電壓不應(yīng)高于約2V-5V。
圖1中大略顯示了現(xiàn)有技術(shù)的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的構(gòu)造。此時(shí)，可靠調(diào)節(jié)晶體管通道中的載流子密度所需的最小柵源電壓與柵介質(zhì)的厚度成線性關(guān)系；柵介質(zhì)越厚，所需的柵-源電壓越大。因此，必須開發(fā)盡可能薄的柵介質(zhì)，并且其除了可以具有充分優(yōu)良的電絕緣之外，還要實(shí)現(xiàn)有機(jī)半導(dǎo)體層的最佳分子取向和由此半導(dǎo)體中的高載流子遷移率。非常適用于此目的的是那些能在柵極上形成電絕緣的分子自組裝單層(SAM)的分子。
現(xiàn)有技術(shù)德國專利申請(qǐng)DE 10328810和DE 10328811描述了充當(dāng)絕緣體層并可被用于例如有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的分子即所謂的T-SAM(″頂聯(lián)自組裝單分子層″)的制備和使用。其中所述的分子結(jié)構(gòu)特別適用于在帶有天然氧化硅層的硅基片上形成單分子層。
當(dāng)使用其它柵材料例如在玻璃或柔性聚合物基材上構(gòu)造集成電路時(shí)所優(yōu)選的鋁和鈦時(shí)，由于天然氧化物層的形成，它們同樣是適用于形成DE 10328810和DE 10328811中所述化合物分子制成的單分子層的基材，與使用硅作柵極材料時(shí)相比具有上述專利申請(qǐng)中所述T-SAM絕緣物層以及并五苯、并四苯和低聚噻吩的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管表現(xiàn)較差的電特性。DE 102004009600.7也記述了用于場(chǎng)效應(yīng)晶體管的SAM。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于提供可以充當(dāng)基于有機(jī)半導(dǎo)體的場(chǎng)效應(yīng)晶體管中使用的單分子電介質(zhì)的新類型化合物。本發(fā)明的另一目的在于提供具有性能改善的介電層的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。本發(fā)明的又一目的在于提出可用于制造場(chǎng)效應(yīng)晶體管的材料。
這些目的已經(jīng)根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求
1、20、21和29的主題得以實(shí)現(xiàn)。
因此獨(dú)立權(quán)利要求
1的主題是一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管，它包括基材、源極、漏極和柵極，還包括有機(jī)半導(dǎo)體材料，設(shè)置在柵極上的由具有脂族定向基團(tuán)、頭基、連接基團(tuán)和錨固基團(tuán)的化合物的自組裝單分子層形成的介電層(柵介質(zhì))，其中上述脂族定向基團(tuán)、頭基、連接基團(tuán)和錨固基團(tuán)按所述順序彼此結(jié)合在一起。
根據(jù)本發(fā)明所述的材料通過改變的分子結(jié)構(gòu)解決了具有金屬柵/T-SAM/半導(dǎo)體/金屬接觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)或具有金屬柵/T-SAM/金屬接觸點(diǎn)/半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管與所述T-SAM分子(例如18-苯氧基十八烷基三氯硅烷，分子式為C6H5O(CH2)18SiCl3)相比電特性較差的問題?，F(xiàn)有技術(shù)的T-SAM的結(jié)構(gòu)如圖2a所示。
本發(fā)明所述T-SAM層的主要結(jié)構(gòu)單元是與頭基結(jié)合在一起的脂族定向基團(tuán)。
特別適合作為脂族定向基團(tuán)的是通式為-(CH2)n-的較短正烷烴鏈，其中n代表2-10的整數(shù)。n為偶數(shù)時(shí)的鏈尤其適合。脂族定向基團(tuán)可以被二價(jià)雜原子如O或S取代。脂族定向基團(tuán)直接或者通過橋原子與頭基相結(jié)合。
頭基可以是所有能夠一方面確定分子取向，另一方面有助于借助相互作用例如偶極-偶極、CT相互作用、ΠΠ相互作用或范德華力穩(wěn)定自組裝層的基團(tuán)。
適合的頭基原則上包括有助于通過與相鄰的自組裝單分子層的分子形成∏∏相互作用而穩(wěn)定所述層的所有芳族或雜芳族基團(tuán)。
根據(jù)本發(fā)明，特別適合的頭基為具有一和兩個(gè)環(huán)體系的芳族或雜芳族基團(tuán)，因?yàn)樗鼈兊目臻g延伸最能滿足密排單分子層的空間要求。特別適合的基團(tuán)為例如苯基、噻吩、呋喃、吡咯、唑、噻唑、咪唑和吡啶。在這種情況下，這些分子結(jié)構(gòu)單元的低聚物只要能彼此盡可能彼此線性地結(jié)合在一起以確保在表面上的致密堆積就同樣適用。向相應(yīng)連接基團(tuán)的連接可以通過橋原子例如O或S實(shí)現(xiàn)或者直接實(shí)現(xiàn)，合成可及性決定著優(yōu)選的方案。
連接基團(tuán)優(yōu)選地包括通式為-(CH2)m-的正烷烴鏈，其中m優(yōu)選地在2到26之間。m尤其優(yōu)選地為偶數(shù)。正烷基鏈也可以被二價(jià)雜原子例如O或S取代。由此通式為[(-CH2-CH2-X)z]的直鏈同樣可行，其中X代表O或S，z是2到10之間的數(shù)。根據(jù)本發(fā)明，烷烴或聚(硫)醚鏈可以還包含不飽和鍵或具有取代基。
錨固基團(tuán)可以根據(jù)電極材料的不同而變化，其選擇滿足可以在錨固基團(tuán)與柵極表面之間產(chǎn)生相互作用。例如，如果電極包含Si、Al、Ti、TaN、TiN或WN或者具有上述金屬或所述金屬的合金制成的帶有與錨固基團(tuán)接觸的天然氧化物層或用目標(biāo)方法制造的氧化物層的層，則錨固基團(tuán)可以具有選自R-SiCl3、R-SiCl2-烷基、R-SiCl(烷基)2、R-Si(OR1)3、R-Si(OR1)2烷基或R-SiOR1(烷基)2的基團(tuán)。
如果該電極具有一個(gè)與錨固基團(tuán)直接接觸的含羥基例如Al-OxOH或TiO-xOH結(jié)構(gòu)的層，則錨固基團(tuán)也可以具有具體選自R-SiCl3、R-SiCl2-烷基、R-SiCl(烷基)2、R-Si(OR1)3、RSi(OR1)2烷基或RSiOR1(烷基)2的基團(tuán)。
如果該電極具有一個(gè)含有與錨固基團(tuán)直接接觸的Si-H基的層，則錨固基團(tuán)可以選自例如R-CHO或R-CH＝CH2，它在光(hv)的作用下結(jié)合到相應(yīng)的基材上。
如果該電極由金構(gòu)成或具有與錨固基團(tuán)接觸的金層，則錨固基團(tuán)可以為R-SH、R-SAc、R-S-S-R1或R-SO2H。
在以上例子中，R代表如上所述的連接基團(tuán)，R1代表烷基，它也可以被例如雜原子取代。
介電層的厚度與根據(jù)本發(fā)明的形成自組裝單分子層的分子的長度大致相當(dāng)。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，介電層厚度為約1-約10nm，優(yōu)選地約2-約5nm。柵極的適合材料原則上是含有一個(gè)面對(duì)自組裝單分子層的層并與根據(jù)本發(fā)明的化合物的錨固基團(tuán)相互作用的所有材料。
柵極的優(yōu)選材料為鋁(Al)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)、鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)、鎢(W)、鈦-鎢(TiW)、鉭-鎢(TaW)、氮化鎢(WN)、碳氮化鎢(WCN)、氧化銥(IrO)、氧化釕(RuO)、氧化鍶釕(SrRuO)或所述層和/或材料的組合。適當(dāng)時(shí)，柵極另外還具有由硅(Si)、氮化鈦硅(TiNSi)(titanium nitride silicon)、氧氮化硅(SiON)、氧化硅(SiO)、碳化硅(SiC)或碳氮化硅(SiCN)制成的層。
源極和漏極的材料對(duì)于元件的功能來說并非關(guān)鍵。原則上，所有導(dǎo)電的金屬、其制劑或聚合物都適用。例如可以為以下材料金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)、鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)、鎢(W)、鈦-鎢(TiW)、鉭-鎢(TaW)、氮化鎢(WN)、碳氮化鎢(WCN)、氧化銥、氧化釕、氧化鍶釕、鉑、鈀、砷化鎵等等。源極和/或漏極也可以另外具有由Si、TiNSi、SiON、SiO、SiC或SiCN制成的層。適合的聚合物接觸材料的例子為PEDOT∶PSS(Baytron)或聚苯胺。
在一個(gè)特定實(shí)施方案中，基于有機(jī)半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料選自″小分子″。
術(shù)語″小分子″應(yīng)當(dāng)理解為不是聚合物的所有有機(jī)半導(dǎo)體材料。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，有機(jī)半導(dǎo)體選自由并五苯、并四苯、低聚噻吩、酞菁和部花青構(gòu)成的″小分子″組。
因此可以使用在層內(nèi)的空間取向及其在電介質(zhì)上的最佳排列都非常重要的所有有機(jī)半導(dǎo)體分子。
場(chǎng)效應(yīng)晶體管的供電電壓特別取決于設(shè)置在柵極上的介電層(柵介質(zhì))的厚度。因此，根據(jù)本發(fā)明的場(chǎng)效應(yīng)晶體管可以在不到5伏，特別是不到3伏，即在1-3伏的供電電壓下工作。
根據(jù)本發(fā)明的場(chǎng)效應(yīng)晶體管特別適用于所謂的″低成本″電子設(shè)備領(lǐng)域，和特別是適用于具有低供電電壓的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種制造場(chǎng)效應(yīng)晶體管的方法。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，提供基于無機(jī)或有機(jī)材料的基材，在其上沉積柵極。然后使柵極與根據(jù)本發(fā)明的化合物接觸，以獲得設(shè)置在該柵極上的根據(jù)本發(fā)明的化合物的自組裝單分子層。如上所述，柵極表面具有可以使根據(jù)本發(fā)明的化合物的錨固基團(tuán)與柵極表面相互作用的特性。然后可以對(duì)如此獲得的根據(jù)本發(fā)明的化合物的自組裝單分子層施加進(jìn)一步的制造步驟。為此，在根據(jù)本發(fā)明的方法中所提供的下一步驟為沉積和圖案化源極和漏極并隨后沉積半導(dǎo)體材料。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，可以通過將上面設(shè)置了柵極的基材浸入具有根據(jù)本發(fā)明所述有機(jī)化合物的溶液中來使有機(jī)化合物與柵極材料接觸。
適合的溶劑特別是極性的非質(zhì)子溶劑，例如甲苯、四氫呋喃或環(huán)己烷。
有機(jī)化合物自組裝單分子層的密度和沉積持續(xù)時(shí)間可以通過浸泡基材的有機(jī)化合物溶液濃度來改變。有機(jī)化合物在10-4-0.1mol％范圍內(nèi)的溶液濃度特別適合于制造致密層。通過將基材(帶有確定的第一電極)浸入所準(zhǔn)備的溶液來沉積SAM。在將基材浸入有機(jī)化合物溶液之后，可以隨后進(jìn)行一個(gè)使用純工藝溶劑的漂洗步驟。然后，合適的話，可以用易揮發(fā)溶劑例如丙酮或二氯甲烷沖洗基材并最后干燥。所述干燥可以例如在加熱爐中或在保護(hù)氣體下的加熱板上進(jìn)行。
也可以通過向柵極上氣相沉積有機(jī)化合物來使有機(jī)化合物與柵極接觸。
因此可以在帶加熱的密閉反應(yīng)器中沉積有機(jī)化合物。在裝入帶有規(guī)定柵極的基材之后將反應(yīng)器內(nèi)部抽空，并通入惰性氣體例如氬氣或氮?dú)庖猿堄嘌酢Ｈ缓蟠_立工作壓力和工作溫度，它們主要取決于有機(jī)自由基。特別優(yōu)選約10-6-400mbar的壓力和約80-200℃的溫度。理想的工藝條件取決于有機(jī)化合物的揮發(fā)性。根據(jù)工藝條件不同，涂覆時(shí)間通常在3min到24h之間。
示例性實(shí)施方案下面將參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地說明。
在附圖中圖1顯示了現(xiàn)有技術(shù)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)；圖2a顯示了用于形成場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的自組裝單分子層的現(xiàn)有技術(shù)的化合物；圖2b顯示了可被用于形成場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的自組裝單分子層的根據(jù)本發(fā)明的化合物的示意圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電壓特性曲線；圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通特性曲線。
圖1所示的場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)已經(jīng)在開頭部分描述過。
根據(jù)本發(fā)明的化合物(圖2b)與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的化合物(圖2a)的對(duì)比表明根據(jù)本發(fā)明的化合物具有額外的結(jié)構(gòu)單元即脂族定向基團(tuán)。
所述脂族定向基團(tuán)對(duì)于改進(jìn)有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電特性的作用方式可從十八烷基三氯硅烷(OTS)在SiO2表面上的作用方式類推。該作用方式在例如D.J.Gundlach等人的Organic Field Effect Transistors-Proceedings of SPIE，vol.4466(2001)5464和K.Klauk等人的J.Appl.Phys.92(2002)5259-5263中有記述。
在這種情況下，自組裝單分子層的脂族″表面″的存在看來似乎會(huì)以某種方式影響影響有機(jī)半導(dǎo)體(并五苯、六噻吩)的生長，以致于所形成的半導(dǎo)體晶疇更大并具有更高的分子序度。層結(jié)構(gòu)中的這種更高序度通常會(huì)導(dǎo)致載流子遷移率的增大、更高的亞閥值斜率和更低的閥值電壓。
當(dāng)應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的材料時(shí)這意味著脂族定向基團(tuán)起OTS在SiO2上的功能，絕緣性能主要由分子的其余部分即由錨固基團(tuán)、連接基團(tuán)和頭基決定。這些材料的優(yōu)點(diǎn)在于要調(diào)整所有這些期望特性只需沉積一種分子。根據(jù)本發(fā)明所述材料的總結(jié)構(gòu)使得在其合成時(shí)各個(gè)組分的選擇有很高的靈活性。從而，與專利申請(qǐng)DE 10328810和DE10328811中所述的化合物相比根據(jù)本發(fā)明的材料除了改善的功能之外量也顯著增多。根據(jù)本發(fā)明的材料特別適用于制造有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管和基于它的帶金屬柵極的集成電路。脂族定向基團(tuán)的引入改善了有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電特性并使得有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管可完全集成化以形成集成電路。
根據(jù)本發(fā)明的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電子特性如圖3和圖4所示。該有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管通過在硅柵極上沉積18-(4-己基苯氧基十八烷基)三氯硅烷獲得。18-(4-己基苯氧基十八烷基)三氯硅烷自組裝單分子層的厚度為約2.8nm。源極和/或漏極接點(diǎn)由金制造且半導(dǎo)體材料為并五苯。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，它包括基材、源極、漏極和柵極以及有機(jī)半導(dǎo)體材料，設(shè)置在柵極與有機(jī)半導(dǎo)體材料之間的是介電層(柵極介質(zhì))，該介電層包含由具有錨固基團(tuán)、連接基團(tuán)、頭基和脂族定向基團(tuán)的有機(jī)化合物構(gòu)成的自組裝單分子層，其中所述錨固基團(tuán)、連接基團(tuán)、頭基和脂族定向基團(tuán)按所述順序彼此結(jié)合在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中脂族定向基團(tuán)選自通式為-(CH2)n-的短正烷烴鏈，其中n代表2-10的整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中n是2-10的偶數(shù)。
4.根據(jù)前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求
所述的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中頭基一方面確定構(gòu)成自組裝單分子層的分子的取向，另一方面有助于借助相互作用例如偶極-偶極、CT相互作用、∏∏相互作用或借助范德華力穩(wěn)定自組裝單分子層。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中頭基選自芳族或雜芳族。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中頭基選自苯基、噻吩、呋喃、吡咯、唑、噻唑、咪唑和吡啶。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中頭基是以下單體的低聚物苯基、噻吩、呋喃、吡咯、唑、噻唑、咪唑和吡啶。
8. 根據(jù)前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求
所述的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中連接基團(tuán)選自通式為-(CH2)m-的正烷烴鏈，其中m優(yōu)選地代表從2到26的數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中m代表2-26的偶數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中連接基團(tuán)含有至少一個(gè)選自O(shè)和S的雜原子。
11.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中連接基團(tuán)符合通式[(-CH2-CH2-X)z]，其中X代表O或S，z表示2到10之間的整數(shù)。
12.根據(jù)前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求
所述的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中錨固基團(tuán)選自R-SiCl3、R-SiCl2-烷基、R-SiCl(烷基)2、R-Si(OR1)3、R-Si(OR1)2烷基、R-SiOR1(烷基)2、R-CHO(hu)、R-CH＝CH2(hu)、R-SH、R-SAc、R-S-S-R1或R-SO2H。
13.根據(jù)前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求
所述的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中介電層厚度為約2-約10nm，優(yōu)選地約2-約5nm。
14.根據(jù)前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求
所述的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中柵極在表面上具有金屬氧化物層。
15.根據(jù)前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求
所述的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中柵極選自鋁(Al)、鈦(Ti)、硅(Si)、氮化鈦(TiN)、鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)、鎢(W)、鈦-鎢(TiW)、鉭-鎢(TaW)、氮化鎢(WN)、碳氮化鎢(WCN)、氧化銥、氧化釕、氧化鍶釕或上述材料的組合，適當(dāng)時(shí)，另外提供一個(gè)由硅、氮化鈦硅、氧氮化硅、氧化硅、碳化硅或碳氮化硅制成的層
16.根據(jù)前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求
所述的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中源極和漏極彼此獨(dú)立選自金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)、鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)、鎢(W)、鈦-鎢(TiW)、鉭-鎢(TaW)、氮化鎢(WN)、碳氮化鎢(WCN)、氧化銥(IrO)、氧化釕(RuO)、氧化鍶釕(SrRuO)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、砷化鎵或所述材料的組合，并且適當(dāng)時(shí)，另外提供由硅(Si)、氮化鈦硅(TiNSi)、氧氮化硅(SiON)、氧化硅(SiO)、碳化硅(SiC)或碳氮化硅(SiCN)制成的層。
17.根據(jù)前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求
所述的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中有機(jī)半導(dǎo)體材料選自“小分子”。
18.根據(jù)權(quán)利要求
17所述的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中所述半導(dǎo)體材料選自并五苯、并四苯、低聚噻吩、酞菁和部花青。
19.根據(jù)前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求
所述的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中它工作在不到5伏，優(yōu)選不到3伏的供電電壓下。
20.一種制造有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的方法，包括以下步驟-提供基材；-沉積柵極；-使柵極與具有錨固基團(tuán)、連接基團(tuán)、頭基和脂族定向基團(tuán)的化合物接觸，以獲得自組裝在該柵極上的有機(jī)化合物單分子層；-沉積有機(jī)半導(dǎo)體材料；-沉積源極和漏極并且必要的話對(duì)它們進(jìn)行圖案化。
21.一種制造有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的方法，包括以下步驟-提供基材；-沉積柵極；-使柵極與具有錨固基團(tuán)、連接基團(tuán)、頭基和脂族定向基團(tuán)的化合物接觸，以獲得自組裝在該柵極上的有機(jī)化合物單分子層；-沉積源極和漏極并且必要的話對(duì)它們進(jìn)行圖案化；-沉積有機(jī)半導(dǎo)體材料。
22.根據(jù)權(quán)利要求
20或21所述的方法，其中在使柵極與化合物接觸的步驟中，所述化合物存在于溶劑中。
23.根據(jù)權(quán)利要求
22所述的方法，其中所述溶劑為非質(zhì)子極性溶劑。
24.根據(jù)權(quán)利要求
23所述的方法，其中所述溶劑選自甲苯、四氫呋喃和環(huán)己烷。
25.根據(jù)權(quán)利要求
20-21中任何一項(xiàng)所述的方法，其中有機(jī)化合物濃度在約10-4-約0.1mol％范圍內(nèi)。
26.根據(jù)權(quán)利要求
20或21所述的方法，其中在使柵極與化合物接觸的步驟中，所述化合物被氣相沉積在柵極上。
27.根據(jù)權(quán)利要求
26所述的方法，其中在向柵極上氣相沉積有機(jī)化合物過程中的壓力在約10-6-400mbar的范圍內(nèi)。
28.根據(jù)權(quán)利要求
26或27所述的方法，其中在向柵極上氣相沉積有機(jī)化合物過程中的溫度在約80-約200℃的范圍內(nèi)。
29.根據(jù)權(quán)利要求
1-19中任何一項(xiàng)所述的有機(jī)化合物在制造有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的應(yīng)用。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，它具有基材、源極、漏極和柵極，還具有有機(jī)半導(dǎo)體材料，由具有錨固基團(tuán)、連接基團(tuán)、頭基和脂族定向基團(tuán)的有機(jī)化合物的自組裝單分子層獲得的介電層(柵極介質(zhì))設(shè)置在柵極與有機(jī)半導(dǎo)體材料之間，其中上述錨固基團(tuán)、連接基團(tuán)、頭基和脂族定向基團(tuán)按所述順序彼此結(jié)合在一起。
文檔編號(hào)H01L51/30GK1998096SQ20058002274
公開日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2005年5月4日
發(fā)明者M·哈利克, H·克勞克, U·茲施沙恩, G·施米德, F·埃芬伯杰 申請(qǐng)人:奇夢(mèng)達(dá)股份公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan